Рассмотрены особенности кристаллизации и структурообразования стальных слитков в поле упругих колебаний. Установлено, что вибрационное воздействие на процессы формирования слитков углеродистой стали осуществляется по тому же принципу, что и слитков модельных сплавов. Показано положительное влияние вибрации на структуру и свойства литых заготовок.

Виконано чисельне моделювання електромагнітних і гідродинамічних процесів при перемішуванні розплавленого металу в секційному мідному кристалізаторі, що знаходиться в магнітному полі двокотушкового індуктора. Проведено порівняльний аналіз ефективності перемішування в разі різного віддалення котушок двофазного індуктора. Результати досліджень представлено у вигляді картин розподілення векторних полів електромагнітної сили і швидкості руху розплавленого металу.

Изложены общие представления о роли конвекции жидкой фазы и реологических свойств сплавов в кинетике затвердевания отливок, получаемых специальными способами литья.

Проанализированы физические эффекты, которые могут сопровождать процессы затвердевания слитков и отливок при наложении виброимпульсных воздействий на затвердевающий металл. Показано значение вибрации для интенсификации процессов образования частиц твердой фазы в расплаве и рассмотрены механизмы их мультипликации. Определены возможности управления процессами затвердевания при росте частиц твердой фазы. Для повышения эффективности практического применения виброимпульсной обработки необходимо всестороннее изучение взаимосвязи вышеупомянутых эффектов с конечными качественными показателями процессов затвердевания.

Исследованы Fe-C-Si сплавы, модифицированные щелочноземельными металлами, при затвердевании с различными скоростями охлаждения. Показано, что кальций, барий и стронций практически не влияют на температурно-кинетические параметры эвтектической кристаллизации и форму графитных образований. Шаровидный графит в этих модифицированных сплавах образуется в условиях лишь ускоренного охлаждения отливок и это ограничивает их практическое применение как модификаторов для получения высокопрочного чугуна.

Рассмотрены современные способы создания литых металлических композиций и особенности взаимодействия жидких сплавов. Охарактеризованы физико-механические и эксплуатационные свойства изделий из литых металлических композиций. Рассмотрены законы переноса импульса, энергии и массы. Показаны особенности теплопередачи в системе слиток - изложница - окружающая среда. Рассмотрены основные положения теории подобия и моделирования. Представлены модели турбулентности и установлены границы их применения, приведены методы решения уравнения гидродинамики и тепломассопереноса. Проанализированы особенности течения гидродинамических и теплообменных процессов при формировании композитного слитка. Приведена оценка влияния турбулентности на гидродинамику и теплоперенос в затвердевающем слитке с внутренним холодильником. Разработана методика физического моделирования процессов формирования отливки из композиций сплавов. Рассмотрены методы прогнозирования технологических параметров и свойства литых металлических композиций. Предложена методика определения адекватности применения математической модели формирования многослойных композиций стали.

Методом математического моделирования показано, что при питании обычного ротационного перемешивателя, расположенного в кристаллизаторе, полигармоническим током, одна компонента которого имеет частоту 1 - 2 Гц, амплитуду 100 % и прямую последовательность фаз, а вторая более высокую частоту 15 - 20 Гц, амплитуду 50 - 75 % и обратную последовательность фаз, можно подавить нежелательные возмущения на мениске, сохраняя при этом требуемую интенсивность вращения металла в кристаллизаторе.

Исследованы вопросы рафинирования отходов меди в вакууме от кислорода и некоторых металлических примесей, снижающих ее электропроводность. Определены основные принципы управления процессами кристаллизации меди в графитовых формах. На основании анализа результатов исследований разработана и опробована опытная технология производства высококачественных слитков из отходов меди.

Наведено дослідження впливу поверхневих мікрохолодильників на формування газової пористості у поверхневому шарі алюмінієвих виливків. Встановлено, що газова пористість мікрохолодильників поширюється до глибини 0,4 мм. Показано, що мікрохолодильники є ефективний засіб усунення локальної негерметичності у виливках. Використання поверхневих мікрохолодильників у великосерійному виробництві алюмінієвих виливків газової апаратури за умов лиття під тиском дозволило збільшити вихід герметичних виливків на 34 %.

Рассмотрена граничная задача для дифференциального уравнения параболического типа с подвижным граничным условием, связанным с перемещающейся граничной точкой области распространения теплового поля. При заданном законе движения границы теплового поля и по скорости его распространения построено отображение функции Грина. Задача сведена к интегральному уравнению Фредгольма.

Исследованы литейные алюминиевые сплавы, отличающиеся повышенной хрупкостью. Показано, что деформация гидропрессованием в сочетании с термообработкой повышает их прочностные и пластические характеристики.

Рассмотрены вопросы, связанные с получением качественных отливок и слитков с управляемой кристаллизацией из цветных металлов и сплавов (Cu, Ni и др.) при неоднократном использовании материалов.

Висвітлено актуальну проблему побудови узагальненої схеми розвитку взаємозумовлених гідродинамічних і теплофізичних процесів під час формування сталевих зливків за умов пульсаційного впливу та розробки теоретичних положень і рекомендацій щодо вибору раціональних режимів пульсаційної обробки з метою пригнічення ліквідаційних та усадкових дефектів литої структури. Запропоновано засоби врахування впливу росту глобулярних кристалів на теплообмінні процеси в розплаві, необхідних для математичного моделювання твердіння зливків. Установлено, що ефект відносного збільшення температури локальних об'ємів рідкої ванни, викликаний виділенням тепла у процесі росту глобулярних кристалів, можна використовувати як фактор керування теплообмінними процесами під час росту пульсаційної обробки. Визначено закономірності впливу пульсаційної обробки на поля швидкості та температури, а також на кінетику твердіння зливків різного тоннажу та конфігурації. Одержано універсальні залежності для визначення оптимальної тривалості та частоти обробки, що дозволяє рекомендувати режими обробки для промислових об'єктів.

Здійснено теоретичне й експериментальне узагальнення закономірностей процесів кристалізації, термокапілярного масопереносу ліквуючих домішок, формування кристалічної структури та властивостей твердіючих литих заготовок за умов теплосилових дій на рідкий і твердіючий розплав. За методами фізичного та математичного моделювання на підставі результатів експериментальних досліджень визначено закономірності тепломасопереносу у рідких і твердіючих сплавах за умов диференційованого тепловідводу, зовнішнього тиску, вібрації та газоімпульсного перемішування. Доведено важливу роль конвекції у формуванні структури зливків і одержано дані щодо кількісного зв'язку процесів кристалізації та структуроутворення зі значенням температурного градієнту за перерізом зливків. Аналітично й експериментально підтверджено гіпотезу - просування ликватів у міждендритних ділянках твердіючих сплавів відбувається не внаслідок молекулярної дифузії, а в результаті розвитку капілярного та конвективного масопереносів і взаємопов'язана з виникненням міжфазних сил на межі ліквуючих речовин і зростаючих кристалів. Установлено кількісний взаємозв'язок кінетики просування ліквата з параметрами зовнішнього тиску. Експериментально доведено, що реалізація механізму дії вібрації на твердіючий розплав пов'язана з умовами зовнішнього тепловідводу: за інтенсивного тепловідводу механізм дії вібрації на розподіл полягає у руйнуванні фронту кристалізації за рахунок ударних навантажень пружних хвиль, а за умов слабкого тепловідводу - у створенні центрів кристалізації за рахунок розвитку кавітації. Науково обгрунтовано оптимальні

Наведено основні принципи проведення газодинамічного впливу, розроблено універсальну методика розрахунку режимів реалізації технологічного процесу та відповідні пристрої, що конструктивно враховують значущі характеристики виливка та ливарної форми. Досліджено особливості структуроутворення та фізико-механічні властивості виливків, одержаних із застосуванням розробленої технології за промислових умов.

Приведено описание программного средства, которое предназначено для определения режима осуществления газодинамического воздействия на расплав в литейной форме. Работа автоматизированной системы основана на методике расчета режима осуществления технологического процесса газодинамического воздействия на затвердевающий металл в литейной форме, в основе которой лежит пошаговое вычисление диапазона рабочих давлений в системе отливка - устройство для ввода газа.

Рассмотрены основы теории перемешивания и дан анализ влияния вида мощности перемешивания на интенсивность движения жидкого ядра отливки. Для улучшения качества литых изделий предложены и апробированы на физической модели способы прерывистого и реверсивного вынужденного перемешивания кристаллизующегося металла.

Представлено описание и проведен анализ особенностей применения разработанных специализированных устройств для осуществления газодинамического воздействия на затвердевающий в литейной форме металл крупных отливок.

Обоснован и экспериментально опробован метод магнитоимпульсной обработки твердожидкого алюминиевого сплава А357 в форме с помощью плоского индуктора. Установлено, что степень уплотнения и измельчения дендритной структуры растет по мере увеличения количества импульсов и уменьшения расстояния между индуктором и поверхностью расплава. Получены 10-кратное измельчение дендритов, уменьшение размеров частиц эвтектического Si до 2 - 5 мкм, увеличение плотности сплава на 9,5 %. Предложена математическая модель, определяющая электродинамические параметры процесса обработки, скорость и равномерность деформации при использовании индукторов с различным количеством витков.

Процес лиття під тиском (ЛПТ) - найбільш перспективний спосіб виробництва виливків, що піддається автоматизації, так як все технологічне устаткування повністю механізоване та підготовлене для функціонування у складі автоматичної системи керування (АСК) ТП. Мета роботи на сьогоднішній день - підвищення ефективності керування процесом ЛПТ шляхом удосконалення та впровадження системи управління, в основі якої лежать моделі нечіткої логіки, з автоматичним вибором структури математичної моделі та самонастроювання її параметрів для безперервного функціонування у режимі керування. АСК забезпечує нормальну роботу комплексів ЛПТ за мінімальної собівартості продукції, підвищує якість і розширює сортамент відливок, що виплавляються.